技术:芯片先驱驯服电子束的力量

日期:2018-01-02 06:17:36 作者:裴溥昂 阅读:

由于新泽西州贝尔实验室的电子束投影系统,成千上万的组件可以比芯片制造商预期更快地封装到芯片上它的开发人员认为该系统将在两年内完成研究小组负责人劳埃德•哈里奥特(Lloyd Harriott)表示,SCALPEL正如他们所说的那样,可以制造仅0.08微米宽的元件 - 大约250个硅原子 “在当今的半导体工厂中,0.35微米宽的特性是常态,”Harriott说 “每个人都预计接下来的步骤将达到0.18微米,然后是0.13微米,因此这比目前的制造技术领先四代”电子束的优势在于其波长的窄度,与用于今天的芯片制造机器 “当前技术中的光具有365纳米或248纳米的波长,”Harriott说 “但我们的电子束波长只有几皮米 - 大约一百万倍”许多研究团队已经工作了几十年才找到一种在芯片制造中使用电子束的实用方法,但它们都已经摇摇欲坠根据Harriott的说法,贝尔实验室是第一个声称高分辨率和制造商所需的高吞吐量的组合 SCALPEL系统的工作方式与现在使用的基于光的光刻相似:电子束将高能量(100千电子伏特)电子照射到掩模上,该掩模包含必须在芯片上产生的图案但是,不是在某些地方用不透明材料阻挡光束来创建图案,SCALPEL掩模的某些区域会散射电子,而其他区域会让它们毫发无损 “我们使用一种高原子序数材料来散射光束,而在掩模的”开放“区域,电子束只是不加改变地通过,”他说然后电子束穿过磁透镜,将其聚焦在直径仅为160微米的孔上未散射的电子穿过孔径,但绝大多数分散的电子都会漏洞然后,第二透镜将光束聚焦到下面的芯片衬底上正如在传统光刻中一样,高能电子轰击基板并去除材料以产生图案第二透镜可以将电子聚焦成原始掩模尺寸的四分之一的图像这意味着掩模可以相对较大,这使其更容易制造 Harriott说,电子的高能量是以前用电子束制作芯片的一个绊脚石他说:“你可以通过吸收它们来阻挡电子的材料制作掩模,但这种材料会迅速升温,然后变得扭曲”另一种方法是使用像铅笔一样的窄电子束,并将图案写入芯片 “这很有效,但就像手写与印刷机的平版印刷速度一样,”Harriott说 “这实在太慢了”该实验室今年夏天制造了其首个0.08微米的功能,并预计明年会蚀刻全电路 “机器的商业用途可能会在两年内到来,”Harriott说该项目的资金由贝尔的母公司朗讯科技公司提供,该公司是AT&T的姊妹公司,也提供资金,